NOSIS : 20190427-E
KELAS : KOMUNIKASI
MENAMPILKAN TEXT PADA LCD BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
1. TUJUAN : AGAR BASIS MAMPU MEMBUAT APLIKASI MENAMPILKAN TEXT PADA LCD BERBASIS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
2. ALAT DAN BAHAN :
A. ATMEGA 8535
B. LED
C. PROTEUS
3. TEORI :
A. ATMEGA 8535
Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk dalam kategori embedded komputer. Di dalam sebuah mikrokontroller terdapat komponen-komponen seperti: processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang dibuat oleh programmer. Mikrokontroller adalah piranti elektronik yang dikemas dalam bentuk sebuah IC (Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa peripheral lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor.
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock. Bandingkan dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535 karena populasi yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang lebih terjamin.
Tabel Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR
Keterangan:
• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous
• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal
Arsitektur ATmega8535
• Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
• ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
• Tiga buah timer / counter
• 32 register
• Watchdog Timer dengan oscilator internal
• SRAM sebanyak 512 byte
• Memori Flash sebesar 8 kb
• Sumber Interrupt internal dan eksternal
• Port SPI (Serial Peripheral Interface)
• EEPROM on board sebanyak 512 byte
• Komparator analog
• Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
Fitur ATmega8535
• Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
• Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
• ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel
• Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps
• Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
Konfigurasi pin ATmega8535
• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya
• GND merupakan pin Ground
• Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
• Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI
• Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu komparator analog dan Timer Oscillator
• Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial
• RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
• XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
• AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC
• AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC
Peta Memory ATmega8535
Atmega 8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I.O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.
Peta Memori Data ATmega8535
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Memori Program AVR ATmega8535
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.
Status Register ATmega8535
Penjelasan
• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis interupsi.
• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.
• Bi5 >>> H (Half Cary Flag)
• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V (komplemen dua overflow).
• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.
• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.
• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0.
• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.
B. LCD
LCD (Liquid Crystal Display) dan Prinsip Kerjanya – LCD atau Liquid Crystal Display adalah suatu jenis media display (tampilan) yang menggunakan kristal cair (liquid crystal) untuk menghasilkan gambar yang terlihat. Teknologi Liquid Crystal Display (LCD) atau Penampil Kristal Cair sudah banyak digunakan pada produk-produk seperti layar Laptop, layar Ponsel, layar Kalkulator, layar Jam Digital, layar Multimeter, Monitor Komputer, Televisi, layar Game portabel, layar Thermometer Digital dan produk-produk elektronik lainnya.
Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya. Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).
Struktur Dasar LCD (Liquid Crystal Display)
LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.
Bagian-bagian LCD atau Liquid Crystal Display diantaranya adalah :
Lapisan Terpolarisasi 1 (Polarizing Film 1)
Elektroda Positif (Positive Electrode)
Lapisan Kristal Cair (Liquid Cristal Layer)
Elektroda Negatif (Negative Electrode)
Lapisan Terpolarisasi 2 (Polarizing film 2)
Backlight atau Cermin (Backlight or Mirror)
Catatan :
LCD yang digunakan pada Kalkulator dan Jam Tangan digital pada umumnya menggunakan Cermin untuk memantulkan cahaya alami agar dapat menghasilkan digit yang terlihat di layar. Sedangkan LCD yang lebih modern dan berkekuatan tinggi seperti TV, Laptop dan Ponsel Pintar menggunakan lampu Backlight (Lampu Latar Belakang) untuk menerangi piksel kristal cair. Lampu Backlight tersebut pada umumnya berbentuk persegi panjang atau strip lampu Flourescent atau Light Emitting Diode (LED).
Prinsip Kerja LCD (Liquid Crystal Display)
Sekedar mengingatkan pelajaran fisika kita mengenai cahaya putih, cahaya putih adalah cahaya terdiri dari ratusan cahaya warna yang berbeda. Ratusan warna cahaya tersebut akan terlihat apabila cahaya putih mengalami refleksi atau perubahan arah sinar. Artinya, jika beda sudut refleksi maka berbeda pula warna cahaya yang dihasilkan.
Backlight LCD yang berwarna putih akan memberikan pencahayaan pada Kristal Cair atau Liquid Crystal. Kristal cair tersebut akan menyaring backlight yang diterimanya dan merefleksikannya sesuai dengan sudut yang diinginkan sehingga menghasilkan warna yang dibutuhkan. Sudut Kristal Cair akan berubah apabila diberikan tegangan dengan nilai tertentu. Karena dengan perubahan sudut dan penyaringan cahaya backlight pada kristal cair tersebut, cahaya backlight yang sebelumnya adalah berwarna putih dapat berubah menjadi berbagai warna.
Jika ingin menghasilkan warna putih, maka kristal cair akan dibuka selebar-lebarnya sehingga cahaya backlight yang berwarna putih dapat ditampilkan sepenuhnya. Sebaliknya, apabila ingin menampilkan warna hitam, maka kristal cair harus ditutup serapat-rapatnya sehingga tidak adalah cahaya backlight yang dapat menembus. Dan apabila menginginkan warna lainnya, maka diperlukan pengaturan sudut refleksi kristal cair yang bersangkutan.
4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
A. Saat belum di nyalakan
B. Saat sudah di nyalakan
C. Pembuatan script di bascom AVR
5. ANALISA
Berdasakan rangkaian diatas merupakan aplikasi percobaan rangkaian penampil nama berbasis mikrokontroler menggunakan Atmega 8535, Dapat dilihat dalam percobaan diatas bahwa Atmega 8535 dapat digunakan sebagai penampil nama menggunakan Atmega 8535 dan di tampilkan dalam LED yang berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. ATMEGA 8535 juga mempunyai berbagai fitur untuk melakukan pemrograman dalam mikrokontroler AVR, Atmega 8535 dapat bekerja karena dibantu oleh aplikasi Baskom AVR yang menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi Untuk melakukan pemindahan dari komputer ke dalam chip dan melakukan simulasi di dalam suatu Rangkaian yang telah di buat di dalam Proteus 8.6.
6. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari rangkaian diatas dapat dilihat bahwa rangkaian penampil nama dapat di buat menggunakan komponen ATMEGA 8535 yang berfungsi sebagai pembangkit clock aktif dan LED yang berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik, dan dapat dilihat pada rangkaian di atas ATMEGA 8535 yang dapat dikombinasikan dengan aplikasi Baskom AVR yang berbasis Microkontroler yang berfungsi sebagai komponen yang dapat memindahkan nyala lampu secara bergantian bisa dari low ke high (0 ke 9) maupun High ke Low (9 ke 0) melaui bahasa pemrograman yang di terapkan dalam Rangkaian yang telah di buat di Proteus 8.6.
